介電常數(shù)及介質(zhì)損耗測試儀

            產(chǎn)品型號：LJD-B/C

使

用

說

明

書

 *（使用前請詳細閱讀使用說明書）*

北京縱橫金鼎儀器設備有限公司

  介電強度試驗儀 介損強度測試儀廠家

一,、介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀概述

LJD-B主機和LJD-C主機主要區(qū)別

    LJD-B/C主機能在較高的測試頻率條件下，測量高頻電感或諧振回路的Q值,，電感器的電感量和分布電容量,，電容器的電容量和損耗角正切值，電工材料的高頻介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù),，高頻回路有效并聯(lián)及串聯(lián)電阻,，傳輸線的特性阻抗等。該儀器廣泛地用于科研機關,、學校,、工廠等單位。

LJD-B/C主機高頻Q表是北京縱橫金鼎儀器有限公司研制的產(chǎn)品,，它以DDS數(shù)字直接合成方式產(chǎn)生信號源,，頻率達

70MHz/110MHz /160MHz，信號源具有信號失真小,、頻率精確,、信號幅度穩(wěn)定的優(yōu)點，更保證了測量精度的精確性,。LJD-B主機主電容調(diào)節(jié)用傳感器感應,，電容讀數(shù)精確,且頻率值可設置。LJD-C主機主電容調(diào)節(jié)用步進馬達控制,，電容讀數(shù)更加精確,頻率值和電容值均可設置,。LJD-B/C主機電容、電感,、Q值,、頻率、量程都用數(shù)字顯示,，在某一頻率下,，只要能找到諧振點，都能直接讀出電感,、電容值,，大大擴展了電感和電容的測量范圍，而不再是固定的幾個頻率下才能測出電感值的大小,。LJD-B/C主機*的諧振點頻率自動搜索或LJD-C主機*的電容自動搜索功能,，能幫助你在使用時快速地找到被測量器件的諧振點,，自動讀出Q值和其它參數(shù)。Q值量程可手動或自動轉(zhuǎn)換,。

二,、介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀工作特性介電強度試驗儀 介損強度測試儀廠家

   1．Q值測量

   a．Q值測量范圍：2～1023；

   b．Q值量程分檔：30,、100,、300、1000,、自動換檔或手動換檔；

c．標稱誤差

2．電感測量范圍

3．電容測量

   注：大于直接測量范圍的電容測量見使用方法,。

   4．信號源頻率覆蓋范圍

5．Q合格指示預置功能：預置范圍：5～1000

   6．Q表正常工作條件

   a.  環(huán)境溫度：0℃～+40℃；

   b．相對濕度：<80％,；

   c．電源：220V±22V,，50Hz±2.5Hz。

   7．其他

   a．消耗功率：約25W,；

   b．凈重：約7kg,；

   c. 外型尺寸：（寬×高×深）mm：380×132×280。

三,、工作原理

     1．“Q”的定義

     Q表是根據(jù)串聯(lián)諧振原理設計,，以諧振電壓的比值來定位Q值。

“Q”表示元件或系統(tǒng)的“品質(zhì)因數(shù)”,，其物理含義是在一個振蕩周期內(nèi)貯存的能量與損耗的能量之比,。對于電抗元件(電感或電容)來說，即在測試頻率上呈現(xiàn)的電抗與電阻之比,。

或   …………………………… (1)

圖（一）所示的串聯(lián)諧振電路中,，所加的信號電壓為Ui，頻率為f,，在發(fā)生諧振時

 或  ………………………………(2)

    回路中電流  …………………………………………(3)

故電容兩端的電壓 

                  …………………………………(4)

    即諧振時電容上的電壓與輸入電壓之比為Q,。

    Q表就是按上述原理設計的。

    2．LJD-B/C主機整機工作原理（見圖二）

圖二

LJD-B/C主機的工作原理框圖如圖二所示,。它以ATM128單片機作為控制核心,，實現(xiàn)對各種功能的控制。DDS數(shù)字直接合成信號源為Q值測量提供了一個優(yōu)質(zhì)的高頻信號,。信號源輸出一路送到程控衰減器和自動穩(wěn)幅放大控制單元,，該單元根據(jù)CPU的指令對信號衰減后送往信號激勵放大器，同時對信號檢波后送出一直流控制信號到壓控信號源實現(xiàn)自動穩(wěn)幅,。信號激勵部分輸出送到一個寬帶分壓器,，由分壓器饋給測試調(diào)諧回路一個恒定幅度的信號,。當測試回路處于諧振狀態(tài)時，在調(diào)諧電容CT兩端的信號幅度將是分壓器提供的信號幅度Q倍,。在CT兩端取得的調(diào)諧信號被信號放大單元適當放大后送到檢波和數(shù)字取樣單元,，檢波后送到控制中心CPU去進行數(shù)據(jù)處理。

    LJD-B主機調(diào)諧電容帶動傳感器,，不斷地將電容變化的信息送往中心控制CPU,，經(jīng)處理后計算出電容值，再根據(jù)頻率值計算出諧振時的頻率值,。 

LJD-C主機調(diào)諧電容有步進馬達帶動,，根據(jù)不同電容值由CPU計算脈沖數(shù)去控制馬達。電容值可預置并可電容搜索,。 

LJD-B/C主機工作頻率值,、頻段、主調(diào)電容器值,、諧振電感值,、Q值、Q值比較設置狀態(tài),、Q值量程,、手/自動狀態(tài)、頻率或電容搜索指示,、Q值調(diào)諧指示帶都顯示在液晶屏上,，如圖三所示。

圖三

整個顯示屏上的信息共分為四行

*行：左邊  信號源頻率指示,，共6位,；

        右邊  信號源虛擬頻段指示（1-4）。

第二行：左邊  調(diào)諧電容的電容指示值,，4位,；

        右邊  電感指示值，4位,。

第三行：左邊  Q值指示值,；   

右邊  Q值合格比較狀態(tài) 。

第四行：左邊 Q值量程,，手動/自動切換指示/調(diào)諧點自動搜索指示,；

右邊上部  Q值量程范圍指示；

右邊下部  Q值調(diào)諧光帶指示,。

四,、結構特性

    LJD-B/C主機采用了較低的臺式機箱，面板采用PC絲印面板,，美觀大方,。

    各主要功能單元,，除了顯示部分為了顯示方便和調(diào)諧測試回路，放大單元為了減小分布參數(shù),，安裝在面板上外,，其余都安裝在機內(nèi)底板上，詳見圖四面板示意圖,。

A．LJD-B/C主機前面板各功能鍵說明

圖  四LJD-B/C主機前面板和外形示意圖

1．工作頻段選擇/數(shù)字1按鍵,，每按一次，切換至低一個頻段工作,；先按12鍵后,再按此鍵,，功能為數(shù)字鍵1。

2. 工作頻段選擇/2按鍵,，每按一次,，切換至高一個頻段工作；先按12鍵后,再按此鍵,，功能為數(shù)字鍵2,。

3．Q值量程遞減（手動方式時有效）/數(shù)字3按鍵,；先按12鍵后,，再按此鍵，功能為數(shù)字鍵3,。

4．Q值量程遞增（手動方式時有效）/數(shù)字4按鍵,；先按12鍵后，再按此鍵,，功能為數(shù)字鍵4,。

5．諧振點頻率搜索/數(shù)字5按鍵，按此鍵顯示屏第四行左部出現(xiàn)SWEEP時,，表示儀器正工作在頻率自動搜索被測量器件的諧振點,，如需退出搜索，再按此鍵,；先按12鍵后,再按此鍵,，功能為數(shù)字鍵5。

6．LJD-B主機：數(shù)字6按鍵,，先按12鍵后有效,；

LJD-C主機：諧振點電容搜索/數(shù)字6按鍵，按此鍵后,，電容指示不斷在變化,，步進馬達發(fā)出輕微的聲響時儀器正工作在電容自動搜索被測量器件的諧振點，如需退出搜索,，再按此鍵,。先按12鍵后,再按此鍵,，功能為數(shù)字鍵6。

7．Q值合格范圍比較值設定/數(shù)字7按鍵,，按此鍵后,，顯示屏第三行右部出現(xiàn)COMP字符，當Q合格時,，顯示OK,，並同時鳴響蜂鳴器，Q不合格時,，顯示NO,。設置Q值合格范圍詳細說明見后頁。先按12鍵后,再按此鍵,，功能為數(shù)字鍵7,。

8．Q值量程自動/手動控制方式選擇/數(shù)字8按鍵，按此鍵后,，顯示屏第四行左部出現(xiàn)對應的指示：AUTO（自動）,，MAN（手動）；先按12鍵后,再按此鍵,，功能為數(shù)字鍵8,。

9．Ct大電容直接測量/數(shù)字9（先按12鍵后有效）按鍵。

10．Lt殘余電感扣除/數(shù)字0(先按12鍵后有效) 按鍵,。

11．介質(zhì)損耗系數(shù)測量/小數(shù)點(先按12鍵后有效) 按鍵,。

12．頻率/電容設置按鍵，*次按下（頻率指示數(shù)在閃爍）為頻率數(shù)輸入,，單位為MHz,。例：要輸入79.5MHz，按一次此鍵,，頻率

指示數(shù)在閃爍,，然后輸入79.5，再按一下此鍵完成設置,。第二次按下（電容指示數(shù)在閃爍）為電容數(shù)輸入,，數(shù)輸入要滿4位。例：要輸入79.5P,，按二次此鍵,，電容指示數(shù)在閃爍，然后輸入0795,，有效數(shù)后為0的,，可以不輸入0，直接再按一下此鍵完成設置,。

13．頻率調(diào)諧數(shù)碼開關,。

14．LJD-B主機： 主調(diào)電容調(diào)諧（長壽命調(diào)諧慢轉(zhuǎn)結構）,；

   LJD-C主機：主調(diào)電容調(diào)諧數(shù)碼開關。

15．電源開關,。

16．液晶顯示屏,。

17．測試回路接線柱：LJD-B主機左邊兩個為電感接入端，右邊兩個為外接電容接入端,；LJD-C主機后邊兩個為電感接入端,，前邊兩個為外接電容接入端。

18．電感測試范圍所對應頻率范圍表,。

B．后面板各功能鍵說明

圖五  LJD-B/C主機后面板示意圖

1．～220V電源輸入三芯插座,，內(nèi)含保險絲0.5A／220V；

2．信號源工作頻率監(jiān)測輸出端（阻抗1kΩ）,。

五,、使用方法

LJD-B/C主機是多用途的阻抗測量儀器，為了提高測量精度,，除了使Q表測試回路本身殘余參量盡可能地小,，使耦合回路的頻響盡可能地好之外，還要掌握正確的測試方法和殘余參數(shù)修正方法,。

1．測試注意事項

a．本儀器應水平安放,；

b．如果你需要較精確地測量，請接通電源后,，預熱30分鐘,；

c．調(diào)節(jié)主調(diào)電容或主調(diào)電容數(shù)碼開關時,，當接近諧振點時請緩調(diào),；

d．被測件和測試電路接線柱間的接線應盡量短，足夠粗,，并應接觸良好,、可靠，以減少因接線的電阻和分布參數(shù)所帶來的測量誤差,；

e．被測件不要直接擱在機蓋頂部,，離頂部一公分以上，必要時可用低損耗的絕緣材料如聚苯乙烯等做成的襯墊物襯墊,；

f．手不得靠近試件,，以免人體感應影響造成測量誤差，有屏蔽的試件,，屏蔽罩應連接在低電位端的接線柱,。

2．高頻線圈的Q值測量（基本測量法）

  A．直接法

  a．將被測線圈接在“LX”接線柱上；

  b．按照測試要求,，選擇適當?shù)墓ぷ黝l率,；

  c．先調(diào)調(diào)諧電容器到諧振點,，即Q表讀數(shù)達大，此讀數(shù)即為被測電感的有效Q值(Qe),，若需得到被測電感的真實Q值（QT）,，則應先測出線圈分布電容C0，然后照下式修正

C1是調(diào)諧電容器諧振時讀數(shù),，如諧振時C1的讀數(shù)很大,，C0只占很小比例，則有效Q值(Qe)和真實Q值(QT)差別可以忽略,。

當Q值量程選擇自動切換時,，在調(diào)諧時，如遇量程自動轉(zhuǎn)換,，應停頓一下,，待Q值穩(wěn)定后，根據(jù)讀數(shù)值變大或變小,，確定繼續(xù)調(diào)節(jié)電容的方向,。

B．變?nèi)莘?/span>

a. 照直讀法“a-d”進行，記下諧振時電容讀數(shù)C1和Q1,；

b．調(diào)節(jié)主調(diào)電容數(shù)碼開關,，使Q值二次指示均為Q1的0.707時

記下此時兩次電容讀數(shù)的差數(shù)ΔC，

倘要得到精確結果,，則線圈的分布電容應加在C1之內(nèi),，并應使主調(diào)電容作多次偏調(diào)，然后取其平均讀數(shù),。

測Q值較高的線圈時,，Q值下降到0.707 Q1時，電容偏調(diào)很小,，讀數(shù)誤差較大,，這時可將主電容作較大偏調(diào)(10％以內(nèi))，記下偏調(diào)數(shù)ΔC和偏調(diào)后的Q值讀數(shù)Q2,，這時Q值表達式為：

C. 變頻法

a．按直讀法“a-d”進行,，記下諧振時讀數(shù)C1和Q1以及頻率讀數(shù)f0；

b．改變信號源的頻率使Q值二次指示為Q1的0.707(一次容性失諧,，一次感性失諧),，記下此時二次頻率讀數(shù)差值Δf，這時回路的真實QT為：

考慮到線圈的分布電容時,，線圈的有效Q值為：

    變頻法測量Q值一般表達式為(未考慮分布電容)：

注：Δf是頻率偏調(diào)數(shù),，Q1為諧振時Q表讀數(shù)，Q2是偏調(diào)后Q表讀數(shù)。

3．高頻線圈電感值的測量

a．將被測線圈接在“LX”接線柱上,，接觸要良好,。

b．將調(diào)諧電容的電容值，調(diào)至大容量的50％處,。

c．然后,，按頻率搜索鍵，找到諧振點,；再微調(diào)頻率或調(diào)諧電容,，

使Q指示值大。此時液晶屏上顯示的電感值即是有效電感值Le,，如要得到真實電感值（LT）,，必須先測得電感分布電容量C0，如分布電容較小且已知的話,，在調(diào)到諧振點后,，記下主調(diào)電容C1，然后再將主調(diào)電容量調(diào)在“C1+C0”值上,，這時指示的電感讀數(shù),，就是所求真實電感值，也可按以下公式計算求得：

d．被測電感小于1μH時,，按上法測得電感值還應減去儀器中測試回路本身殘余電感“L0”（LJD-B主機：L0約25nH,，LJD-C主機：L0約7nH）。

 e．使用儀器自身殘余電感和測試引線電感的扣除功能提高測量精度

（1）在電感測試時,，如果你使用夾子線來連接被測試的電感時,，可先將夾子線對接短路，如圖六,；如使用貼片測試夾具時,，可先將測試夾具兩連接片之間對接短路，如圖七,。

（2）將可變電容器電容值調(diào)節(jié)到中間位置（200-300pF）,，按下儀器面板的頻率搜索鍵,，儀器自動找到一個諧振點,，再微調(diào)頻率使Q指示值大。此時顯示的電感值即是儀器自身殘余電感和測試引線電感值,，如圖八中的Ｌ指示值,。